計算機微機監控論文

General 更新 2024年11月26日

  微機監控SCADA系統是融計算機、圖象顯示、通訊技術為一體,完成對生產過程的監視、控制、管理的新技術。下面是小編為大家整理的,供大家參考。

  篇一

  非計算機專業微機原理與應用教學探索

  【摘 要】 微機原理與應用是理工科非計算機專業學生重要的基礎課程。然而由於該課程資訊量大,學習必須具備一定的基礎,對於非計算機專業的學生學習存在較大困難。針對在上述教學過程中存在的問題和困難,考慮到非計算機專業學生的特點,我們在教學實踐過程中提出必要的改進措施,進行了重要的教學探索。

  【關鍵詞】 微機原理與應用;教學改革;教學探索;非計算機專業

  【中圖分類號】G64.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089201520-000-02

  自1971年美國Intel公司推出了第一代微型處理器以來,以微處理器為核心的微型計算機便以其執行結果精確、處理速度快捷、小型、廉價、可靠性高、靈活性大等特點迅速進入社會各個領域,且技術不斷更新、產品不斷換代,先後經歷了80286、80386、80486乃至Pentium,酷睿微處理器晶片階段。如今的微型計算機產品無論從運算速度、多媒體功能、軟硬體支援性以及易用性方面都比早期產品有了很大的飛躍,行動式計算機更是以小巧、輕便、無線聯網等優勢正以高速發展的態勢深入到我們生活和工作的各個領域。因此,為了培養具有適應能力強,綜合素質高,創新水平一流的大學生,非常有必要將微機原理與應用課程作為理工科非計算機專業學生重要的基礎課程進行學習[1]。

  微型計算機技術發展非常快,該技術已廣泛滲透到社會生產、生活的各個領域。通過本課程的學習不僅可以使學生掌握計算機原理及應用的知識,更能啟發學生對先進科技的嚮往,激發創新意識,推動對新知識的學習,培養自學能力,鍛鍊動手實踐的本領。本課程以Intel8086/8088為例,重點講授16位機的硬體組成、CPU結構、指令系統、組合語言,儲存器組成、輸入/輸出技術及中斷系統[2]。對非計算機專業的本科學生來講,微型計算機原理與技術是一門學習難度較大的課程,同時相對於教師來講,教學難度也非常大。該課程所涉及的基礎知識和課程繁多,比如《數位電路》、《類比電路》,《組合語言》等,知識基礎性強,比較抽象難於直觀理解。不僅需要理解的內容比較多,需要識記的內容也比較多。非計算機專業的學生,由於並不具備計算機專業基礎,且很多專業詞彙很難理解,這就使得學生學習起來興趣不足,學習比較困難。教師在教授該課程時,如果採用傳統的教學模型,會造成很多的教學困難。以往關於該課程教學方面的探索也大多集中在計算機相關專業領域[3,4,5]。因此,需要積極的改革現有的教學方式和方法,探索新的教學模式,使非計算機專業的學生能夠更好的學習和掌握《微型計算機原理與應用》課程。

  1 教學內容改革

  1.1優化教學內容

  現在市面上常見的微機原理與應用教材,大多是針對計算機專業的學生進行編寫設計的。然而,非計算機專業中的計算機教育,無論是教學目的,內容,教學體系,還是組織,教學方法等各方面都與計算機專業有很大的不同,絕不能照搬計算機專業的模式和做法[1]。對於非計算機專業的學生而言,學習該課程,不能像計算機專業的學生那樣學習的那麼全面和深入。而是要針對非計算機學生髮展的需要,突出重點,注重基礎。例如,通過教學實踐,我們發現計算機專業的學生在學習該課程的時候,基礎知識可以講解的不多,直接進入8086/8088CPU的學習,但是對於非計算機專業的學生,這種安排就不適用。在學習8086/8088CPU以及後續知識之前,應該對計算機基礎知識進行補充學習。因此,我們在講授8086/8088CPU的相關知識之前,首先補充講解了計算機的發展和基礎知識,以及計算機的數制和邏輯電路以及加減法電路,還詳細講解了計算機的基本組成電路並通過設計模型機講解了計算機的基本工作原理。通過增加以上知識的學習,使得非計算機專業的學生在學習8086/8088CPU以及後續知識的時候,變得相對比較容易理解和接受,易於教師的講解和學生的理解。

  微型計算機原理與應用課程中涉及到組合語言的學習。組合語言是計算機專業的專業基礎課程,也是電子、通訊及自動控制等相關專業計算機技術課程的內容。組合語言是一門重要的程式設計語言,但是同時學習難度也非常大[8]。我們在教學過程中安排了兩章的內容學習組合語言,在學習組合語言程式設計之前學習了大量的8086/8088指令系統,以及彙編指令,同時結合上機實驗學習,並且與計算機高階語言,比如C語言進行比較學習。教學實踐證明,通過這種方式可以使非計算機專業的學生較好的學習組合語言以及程式設計。

  1.2增加實驗操作內容

  微機原理與應用是一門涉及知識面比較廣,理論性非常強的課程。以往的教學中,基本靠教師課堂的講授的方式學習這門課程。如果單純依靠傳統的教學模型,學生很難很好的掌握這一課程。隨著教學的深入,學生的學習動力和興趣必然會下降。因此,這就需要教師及時的調整教學方式,增加實驗操作,引導學生動手學習。這樣不僅增強了學生的動手能力,而且還增強的學生在實驗過程中的成就感,學習的動力和興趣就會自然的增加。在實際的教學中,我們採取軟體和硬體相結合的教學方式。首先,在軟體上,引入多媒體教學軟體,通過多媒體教學軟體的模擬,可以使學生很形象的理解微型計算機基本知識和基本工作原理,使得這門理論性強的課程變的生動形象。其次,在硬體上,我們引入教學模型機,通過操作模型機,讓非計算機專業的學生能夠深刻的理解和掌握計算機基本的工作原理,課堂上講授的內容不再是枯燥的理論,而是變成現實的技術,可以操控的理論知識。

  1.3建立網路教學平臺

  現代的大學生,手機,電腦等已經成了生活必需品,生活學習中已經離不開網路,越來越多的大學生通過網路溝通、交流、學習。微機原理與應用課程與多媒體網路聯絡非常緊密,因此更需要更好的利用網路平臺實現高效的教學和學習。然而,我國高校網路教學平臺相對比較落後,大多沒有系統化的網路教學平臺。

  所以,我們還將建立網路教學平臺,將課堂上講解使用的課件,動畫演示的內容,放到網路上面,方便學生課下討論和學習。另外,通過網路教學平臺,還可以實現師生互動。教師不僅可以及時解答該課程學生的問題和疑惑,而且能夠及時的得到學生反饋的資訊,調整教學思路,更好的完成教學工作。建立網路教學平臺可以豐富教學模式,讓學生更為方便快捷的隨時隨地進行學習,還可以讓更多的老師和學生共享教學資源   2 教學方法的探索

  教學方法是教師和學生為了實現共同的教學目標,完成共同的學習任務,在教學過程中運用的方式與手段的總稱。國內常見的教學方法有講授法,討論法,演示法,練習法,任務驅動法等,而國外常見的教學方法有,巴班斯基的教學方法,拉斯卡的教學方法,威斯頓和格蘭頓的教學方法[6]。

  作者認為,針對不同的教學內容,不同的教學物件學生,應該靈活使用適合的教學方法。傳統的講授法不適用非計算專業的學生學習微型計算機原理與應用課程。對於每一小節的內容,應靈活使用各種教學方法,而不是將一兩種方法一成不變的應用始終。例如,在講授8086/8088微處理器的內部構造時,適合採用講授法和討論法;講授8086/8008未處理器引線結構的時候適合採用任務驅動法和拉斯卡的教學方法;學習組合語言時則適合應用演示法和練習法,同時也結合上機實驗,並且進行例項練習。總之,在講授本門課程時,應該針對不同的教學內容,不同的教學物件,探索制定不同的教學方法[7]。

  微型計算機原理與應用是計算機專業的基礎專業課,實用性非常強,對後續課程的學習以及整個專業理論知識的建立和理解都起著非常重要的作用。非計算機專業的學生不可能像計算機專業那樣系統學習計算機專業的知識,很大程度上體會不到該課程的所起的基礎知識作用。因此,在教學的過程中,對教師提出更高的要求,教師不僅要系統講授該課程內的知識和內容,同時也要聯絡和穿插實際的應用和與現代資訊科學技術聯絡起來。採用舉例法,這樣不僅可以增加學生學習的興趣,還能使學生體系到該課程的實用性和重要性。

  3 考核方式改革

  長久以來現行的大學考核方式,並且偏重於知識記憶,考核方式單一,對學生學習效果的評價也僅依靠最後的期末考試確定學生的最後成績,課程考核內容侷限於教材、老師劃定的範圍和指定的重點,對學生綜合素質和創新能力的考核普遍不足。這種機械的考核方式對大學生造成了錯誤的引導和教育,與素質教育和創新教育不符。微機原理與應用課程是一門實用性,創新性非常強的課程,同時也注重理論知識的教育。因此,在進行微機原理與應用課程教學時,應該轉變觀念,樹立以實用和培養人才為導向、以能力和素質考核為中心的考核觀念,突出能力本位,積極探索建立新型的課程考試考核評價體系,充分發揮考核評價的引導和激勵作用,促進教學內容和教學方法改革,強化學生創新精神和實踐能力的培養,徹底改變存在的“會考試”而“不會做事”的“高分低能”和“有分無能”的現象。

  考試考核方法改革將以往以測試記憶為主的知識性考核轉變為以實踐為主的能力和素質考核。根據專業特點和課程性質的不同,微機原理與應用採用了多元化的考核評價方法。除閉卷筆試外,還採用課堂測試、上機現場實際操作、平時作業,小組討論實踐等多種方式綜合運用的考核方法。具體在考核方法內容所佔比重如下表:

  課堂測試 上機實踐 平時作業 小組討論 期終成績 最終成績

  15% 25% 10% 10% 40% 加權求得

  通過這種考核方式,使學生擺脫應試考試的思想,不再進行死記硬背,應付最後的期末考試。學生在學習的過程中,會積極的進行上機實踐活動,積極的進行課堂的討論,真正參與到課程的學習中來,最終能夠圓滿的完成事先設定的教學目標。

  4 結語

  總之,我們針對本院學生的專業特點和需求,以及存在的困難,對微機原理與應用這門理工科非計算機的基礎課程進行了一系列的教學探索和實踐。該課程資訊量大,學習必須具備一定的基礎,對於非計算機專業的學生學習存在較大困難。

  針對上述教學存在的問題和困難,考慮非計算機專業學生的特點,我們在教學實踐過程中提出必要的改進措施,進行了重要的教學探索。對教學內容作了適當的調整,針對本專業學生的職業定位,突出基礎知識的學習;增加實驗教學環節,鍛鍊學生動手實踐的能力;針對不同的教學章節,靈活採取不同的教學方法,提高課堂學習的效率;採取多種考核方式,使學生擺脫應試教育的思維模式。

  參考文獻

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  篇二

  基於STC89C52計算機監控學習機的研製

  引言

  軟體產業和積體電路產業是國家戰略性新興產業,是國民經濟和社會資訊化的重要基礎。計算機監控系統集成了計算機軟體、硬體和資訊通訊系統,並廣泛應用於安防、消防、軍事、工業控制、航空航天、高速公路等眾多領域。在計算機監控系統中,主控機程式一般採用視覺化高階語言開發,例如,文獻[1]利用Visual C++開發主控程式,實現了基於MOXA 卡的多串列埠監控系統;文獻[2]則採用C#完成主控程式的開發。受控機軟體採用C語言的較多,例如,文獻[3]利用C語言實現了一個基於嵌入式系統的電源管理系統。

  由於計算機監控系統所涉及的技術較多,如何在高校低成本地實踐計算機監控系統的研發,提高學生的綜合應用知識的能力,為企業和研究機構輸送合適的人才,成為一個重要的研究課題。文獻[4]利用軟體模擬模組充當受控機並集成了軟體介面轉換工具,搭建了一個計算機監控系統模擬開發平臺,成功用於教學實踐,對提高教學質量起到了很好的效果。文獻[5]利用W77E58微控制器設計了車載終端圖形顯示系統,文獻[6]設計了一個“基於MSP 430微控制器的智慧電池監測儀”,可以通過RS-485介面與上位機進行通訊。本文將利用STC89C52微控制器開發一個計算機監控學習機下文簡稱學習機,通過USB介面獲取電源,利用RS-232介面與上位機進行通訊,集成了模擬量輸入、開關量輸入和輸出,可以跟文獻[4]一樣,用來實踐計算機監控系統的軟體開發技能;也可以和文獻[5]及[6]一樣,用來實踐計算機監控系統相關的硬體設計技能。

  1硬體設計

  學習機的硬體模型如圖1所示。STC89C52微控制器是一個低電壓、高效能的CMOS 8位微控制器,片內含8K位元組的可反覆擦寫的Flash只讀程式儲存器ROM和256位元組的隨機存取資料儲存器RAM。學習機的可執行二進位制檔案只有6K,所要處理的變數和其它資料不足256位元組,因而,能夠滿足需要。

  四路開關量輸出D01-D04連線繼電器,可以由主控程式控制開關的閉合或開啟。兩路模擬量輸入A11-A12採用18b20溫度感測器,兩路開關量輸入D11-D12可以外接紅外感測器,也可以直接短接使開關閉合。無論是開關量輸出還是開關量輸入,都有對應的發光二極體用來指示開關的狀態。

  USB介面用來給學習機提供電源。RS-232用來將程式下載到學習機,主控程式也通過該介面採集資料或控制輸出開關。另外,計算機監控模組一般都有地址,本學習機採用EPROM來儲存地址,該地址可以通過RS-232介面進行設定。

  2通訊協議的設計

  主控機為了對學習機進行讀寫控制,必須遵循一定的格式,這就是通訊協議。所設計的協議用1表示開關閉合,0表示開關開啟。用16進位制位元組作為載體,異或XOR校驗,結尾碼使用回車符CR.如果主控機發送的協議,其地址碼、校驗碼或結尾碼等不正確,學習機都不作響應。

  2.1讀協議

  EOT ID Read XOR CR

  讀協議佔5個位元組,EOT是前導字元04,ID是地址碼範圍01-FF,下文同,預設為叭,可根據需要修改見修改地址協議,Read是讀協議標誌52,XOR是前面3個位元組的異或校驗碼,CR是固定的結尾碼標誌0D.

  2.2讀協議的響應協議

  STX ID bytel byte2 byte3 byte4 XOR CR

  讀協議的響應協議佔8個位元組,STX是響應協議的前導字元02,bytel為輸出開關位元組D01-D04,按順序使用低4位最低位對應第一個輸出開關;byte2是輸入開關位元組D11-D12,按順序使用低2位;byte3為第一個溫度位元組A11,byte4為第二個溫度位元組A12。

  2.3控制協議

  STX ID Write byte XOR CR

  控制協議佔6個位元組,Write是寫標誌57,byte是輸出控制資訊D01-D04,使用低4位,由此控制輸出開關的狀態,此協議不需要響應。

  2.4修改地址協議

  FF Write ID XOR CR

  修改地址協議佔5個位元組,以16進位制數FF作為前導字元,ID為需要設定的新地址,範圍為01-FF.學習機收到該協議後,將原樣返回,隨後,將新地址儲存在EPROM中。以後,主控機對學習機進行讀寫控制將使用新地址才有效。

  3序列通訊的實現

  學習機採用標準的RS-232介面,管腳與PC機上的定義一致,介面引數固定為“9600,n,8,1”,且無任何握手訊號,僅使用其中的RxD,TxD和GND引腳來收發資料。

  學習機中的程式採用K Eil C工具開發,序列通訊是其中的核心技術之一。STC89C52微控制器採用TI作為傳送中斷標誌,該標誌可以被查詢,在一幀資料傳送完成時被置位。本文設計ToCom函式用來發送一個位元組,首先給SBUF暫存器賦值,等待資料傳送完畢後,讓TI復位。SendByteS函式建立在ToCom函式的基礎之上,用來發送整條協議,只需要逐個取出協議位元組然後呼叫ToCom傳送即可。這種資料傳送方法簡單可靠,可以方便地移植到其它微控制器系統中。

  RI為接收中斷標誌,在接收完 一幀有效資料後被置位,此時,需要讀取SBUF暫存器中的資料,並將RI標誌復位,以便接收下一個位元組。每一條通訊協議都是一個整體,因而,需要將接收到的位元組組裝起來。STC89C52微控制器系統傳輸速度較慢,中斷接收時,資料常常不均勻流暢,其中存在空白間隔,給資料處理帶來困難。大部分監控模組都有串列埠初始化函式、資料傳送和接收函式,如果直接使用資料接收函式來接收資料,則由於以上問題,常常接收到殘缺的資料,使 工作無法完成,儘管邏輯上沒有任何錯誤。在具體實現上,應該在接收到第一批資料時,開始等待T時間片,將第一批資料與隨後的第二批資料相加,如此繼續迴圈,直到新的T時間片結束而無資料到達,再跳出迴圈。至於T時間片大小的選取,應該根據具體的模組或裝置來調整,如果T過小,則一個數據包會被截成幾個小的資料包;如果T過大,則會將兩個以上資料包合併為一個數據包。資料接收演算法如圖2所示。

  從第3節可以看到,主控機發送給學習機的協議有3條,即讀協議、控制協議和修改地址協議,其中最長的佔6個位元組。這裡的資料接收緩衝區用一個長度為9的位元組陣列來表示,如表1所示,其中位置0用來對接收到的位元組計數,位置1開始存放有效資料。如果收到5個位元組,則位置0存放5,位置1~5即是有效資料,位置6以後的資料忽略。

  4測試

  學習機採用通用多功能 計算機監控系統測試軟體進行測試。該測試軟體基於RS-232介面,既可以充當主控機用來測試受控機,又能充當受控機用來測試主控機,而且,可以根據使用者選擇自動生成通訊協議或對通訊協議進行校驗。測試軟體與學習機通過一根RS-232交叉資料線進行連線,測試軟體的串列埠引數、校驗碼與結尾碼等均與學習機的一致。

  測試軟體能夠修改學習機的地址,成功控制輸出開關的狀態。當向學習機發送讀協議時,能夠準確讀取輸入開關、輸出開關與模擬量輸入的資料。用手觸控溫度感測器18b20,改變輸入開關的狀態,測試軟體也能成功讀取變化後的資料。修改學習機的地址後,測試軟體使用舊地址,學習機不響應;使用新地址,學習機正常響應。連續24小時,每過5秒間隔傳送讀協議和控制協議,學習機正常工作不宕機。測試結果表明,成品機達到了設計的預期效果。

  5 應用

  圖1所示學習機的硬體模型可抽象為圖3所示的功能模型,其中學習機充當虛線框所在的受控機系統,除了與主控機通訊外,還採集模擬量與開關量輸入及開關量輸出資料,同時對開關量輸出進行控制。  計算機監控系統的軟體一般分為主控機軟體和受控機軟體,對於主控程式的開發,可以根據I/0情況設計控制邏輯。學習機有4路輸入和4路輸出,可以分別用兩路輸出繫結兩路輸入.例如。如果豐控機檢測到D11閉合,則奇即控制D01閉合,反 之亦然,對於D12和D02也可如此配對;如果A11溫度升高,則D03開啟停止加熱,如果A11溫度降低,則D03閉合加熱,對於A12和D04也可如此配對。這是自動控制模式,也可採用手動模式,通過點選按鈕來控制輸出。

  主控程式可以採用C 語言、組合語言和視覺化高階語言開發,隨著學習的深入,可以加入資料庫,用來儲存監控策略和監控資料,可以將通過串列埠檢測到的異常資料溫度超過上限或低於下限通過因特網傳送報警資訊。這樣,可以用來培養學生的學習興趣,鍛鍊計算機思維,提高程式設計水平。對序列通訊協議的學習,有助於學生進一步理解後續計算機 網路課程中的TCP/IP協議,對串列埠的操作,可以讓學生對串列埠在工程中的 應用產生感性認識。由於學習機攜帶方便,只需要串列埠連線線和USB連線線,因而,可以讓學生以宿舍為實驗室進行 實踐。

  利用C語言和組合語言來監控學習機,主要讓學生理解這些語言的工程應用,在工程實踐中,一般使用這兩種語言開發受控機程式。對於受控機程式的實踐,可以修改學習機的協議,讓學生重新編寫學習機中的Kdl C程式。另外,在微控制器課程設計中,可以讓學生模仿微控制器硬體系統的開發,從繪製線路板到元器件的焊接,程式編寫和下載等整個過程都過一遍。

  6結論

  本文以STC89C52微控制器為核心研製了一臺計算機監控學習機,通過USB介面獲取電源,利用RS-232介面與上位機通訊,集成了模擬量輸入、開關量輸入與輸出,設計了通訊協議,並提出了一個通用的序列通訊解決方案。該學習機通過了“通用多功能計算機監控系統測試軟體”的測試,用於教學,可以從大一到大四對學生進行技能強化訓練,形象直觀。涉及的主要課程有:C語言程式設計、組合語言、計算機組成原理、計算機介面、計算機網路、資料庫系統原理、NET技術、Java技術、微控制器原理等。同樣是學習相同的課程,如果引入計算機監控學習機並以此為主線對學生進行實訓,對培養掌握硬體設計和軟體開發的複合型人才具有重要意義。

  參考文獻

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  篇三

  計算機遠端監控系統的技術研究

  引言

  由於計算機網路技術的迅猛發展,計算機遠端監控被廣泛應用在各個領域中,但在其運用過程中都需要通過滑鼠操作與鍵盤操作來擷取實時遠端監控畫面,在這一過程中產生了幾個關鍵問題需要解決。例如:如何實現遠端計算機資料與網路的交換,如何使遠端螢幕桌面的傳輸及壓縮更有效?以上等等都是計算機遠端監控系統技術研究所面臨的主要問題。

  1 遠端監控系統的設計流程

  這一遠端監控系統主要由伺服器端與客戶端程式所組成,使用之前應先把客戶端程式安裝至主控制計算機上,伺服器端則安裝於被控計算機上。接著在主控制端計算機上執行客戶端應用程式,用於建立與服務端之間的遠端控制,運用該遠端監控系統中的控制功能來傳送口令,且通過伺服器端中的控制軟體來執行各項遠端操作,例如:截獲目標計算機桌面的螢幕圖形,提取且記錄遠端客戶端的滑鼠及鍵盤事件等方面的內容。[1]被控制計算機的螢幕影象其截獲過程實質上就是客戶端接收服務端螢幕影象資料傳輸的過程,而傳輸的關鍵則在於怎樣進行螢幕影象的無失真壓縮和有失真壓縮,除此之外螢幕影象的傳送還應注意螢幕影象的相關資料的傳輸時間,是否每一次傳輸都需要全部的資料等問題。

  本文通過運用應用程式中的偽訊息機制以及套接字技術,來實現伺服器及客戶端的資料交換,以此滿足遠端監控和被監控。

  2 遠端監控程式伺服器端和客戶端中的模組

  2.1遠端監控程式伺服器端的模組

  該遠端監控系統中伺服器端的模組主要有:1網路模組,其主要職責在於監聽客戶端的聯接,在接收到命令後做出相應的處理;2編碼模組,主要進行螢幕圖片的壓縮編碼,常用的方法有:行程-霍夫曼編碼、行程編碼等[2];3主框架模快,負責伺服器端對映及息的處理信。

  2.2遠端監控程式客戶端的模組

  該遠端監控系統中客戶端的模組主要有:1網路模組,其主要職責在於傳送操作命令、連線監聽埠、接收資料以及處理資料,並將接受到得圖片資料反饋於本機中;2解碼模組,具有資料解碼壓縮的作用,該模組由使用者在壓縮對話方塊中進行選擇;3主框架模組,負責客戶端對映及資訊處理的;4對話方塊模組,主要有網格數目以及解碼、編碼選擇對話方塊見圖2。

  3 遠端監控程式具體關鍵技術的實現

  3.1訊息模擬技術

  一般情況下,使用者在執行應用程式時的滑鼠操作及鍵盤操作都會被驅動程式截獲,並把這一系列的操作資訊列入系統資訊的佇列,以便應用程式獲取訊息以及處理資訊。但有部分應用程式,不具備外設驅動程式的輸入功能,因此必須自行模擬外設資訊且傳送至系統資訊的佇列中,即訊息模擬技術。[3]針對遠端監控系統而言,客戶端應用程式能夠對伺服器端進行自由操作,換而言之伺服器端的應用程式應對客戶端的鍵盤、滑鼠操作訊息進行模擬。

  3.2螢幕網格化傳輸在螢幕影象資料中的應用

  若每一次的資料傳輸都包括整個影象的資料,會對伺服器的日常工作帶來嚴重的影響。比如:顏色數是24真彩色,顯示配置是1024×768的典型Windows,其整個桌面螢幕影象的資料18.9Mbit,不僅使得網路寬頻被大量佔用,還嚴重影響了Windows系統其他程式的正常響應與處理,因此可採用網格化模式減少螢幕資料的傳輸量,即將螢幕桌面分割成數個大小一致的網格,以網格為單位向客戶端傳送螢幕影象資料,當接收到Refresh命令後,伺服器端則只傳輸本機螢幕出現變化的網格資料。[4]由於桌面影象的擷取與傳輸過程緊密連線,通常螢幕在較短時間內只發生區域性變化或不變化。

  3.3針對螢幕影象壓縮編碼演算法的優化

  桌面螢幕中全部的網格幀可稱為I幀,而出現變化的網格幀則為P幀,由此可見,一旦客戶端做出Refresh時,伺服器端應用程式都會只傳送P幀至客戶端,但是伺服器端的第一次Refresh任務,實際上是傳送的書完整的I幀。在實際操作中,針對I幀的圖形資料可直接擷取且傳送;P幀的網格影象資料而是相應的新螢幕影象資料減去原本影象資料的差值,也就是P幀所包括的網格資料其實是舊網格的差圖。採取Huffman演算法來對I幀進行壓縮,運用Run Length Encoding演算法來在電腦螢幕上對P幀進行壓縮。

  在電腦桌面上,經常見到大片的條形及塊狀區域,這些區域的背景顏色相同,且佔據了計算機螢幕網格圖形影象的大部分,由此可見Huffman演算法十分適用於I 幀的壓縮。相交P幀而言,因為其網格中的影象資料是與舊圖向對比的網格差圖,若是網內部資料出現變化的圖形影象內容不多,必定導致差圖中出現大量的零值。針對這些網格影象資料,Huffman演算法其壓縮效率以及壓縮速度都遠遠小於Run Length Encoding演算法。因此,利用Run Length Encoding演算法對P幀的資料壓縮效率更高、速度更快。

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